Tieto syry grana sú štruktúry, vyplývajúce z zoskupovanie thylakoidních umiestnený vnútri chloroplastov rastlinných buniek. Tieto štruktúry obsahujú fotosyntetické pigmenty (chlorofyl, karotenoidy, xantofyly) a rôzne lipidy. Okrem proteínov zodpovedných za tvorbu energie, ako je ATP-syntetáza.
Z tohto hľadiska tvoria tylakoidy sploštené vezikuly umiestnené na vnútornej membráne chloroplastov. V týchto štruktúrach sa zachytáva svetlo pre fotosyntézu a fotofosforylačné reakcie. Na druhej strane sú naskladané tylakoidy a granum tylakoidy zabudované do strómy chloroplastov.
Chloroplast. Autor: Gmsotavio, z Wikimedia Commons
V stróme sú zväzky tylakoidov spojené stromálnymi lamelami. Tieto spojenia obyčajne prechádzajú z jedného granusu cez strómu k susednému granu. Centrálna vodná zóna zvaná tymenoidný lúmen je zase obklopená tylakoidovou membránou.
Na horných strieborných ramenách sú umiestnené dva fotosystémy (fotosystém I a II). Každý systém obsahuje fotosyntetické pigmenty a sériu proteínov schopných prenášať elektróny. Fotosystém II sa nachádza v grane, ktorý je zodpovedný za zachytenie svetelnej energie počas prvých fáz necyklického prenosu elektrónov.
vlastnosti
Pre Neila A. Campbella, autora Biology: Concepts and Relationships (2012), je grana zväzkom slnečnej energie z chloroplastov. Sú to miesta, kde chlorofyl zachytáva energiu zo slnka.
Grana - singulárna granula - pochádza z vnútorných membrán chloroplastov. Tieto vyhĺbené vlasové štruktúry obsahujú rad úzko zabalených tenkých kruhových priehradiek: tylakoidy.
Aby fungovala vo fotosystéme II, obsahuje grana vo vnútri tylakoidnej membrány proteíny a fosfolipidy. Okrem chlorofylu a iných pigmentov, ktoré zachytávajú svetlo počas fotosyntetického procesu.
V skutočnosti sa tylakoidy grany spájajú s inými gránami a tvoria v chloroplaste sieť vysoko rozvinutých membrán, ktorá je podobná endoplazmatickému retikulu.
Grana je suspendovaná v tekutine nazývanej stroma, ktorá má ribozómy a DNA, ktorá sa používa na syntézu niektorých proteínov, ktoré tvoria chloroplast.
štruktúra
Štruktúra zrna je funkciou zoskupenia tylakoidov v chloroplaste. Grana je tvorená hromadou membránových tylakoidov v tvare disku, ponorených do strómy chloroplastu.
Chloroplasty skutočne obsahujú vnútorný membránový systém, ktorý sa vo vyšších rastlinách označuje ako grana-tylakoidy, ktorý pochádza z vnútornej membrány obalu.
V každom chloroplaste je zvyčajne variabilný počet zŕn, medzi 10 a 100. Zrná sú vzájomne spojené stromálnymi tylakoidmi, intergranálnymi tylakoidmi alebo, obyčajne, lamelami.
Vyšetrenie zrna pomocou transmisného elektrónového mikroskopu (TEM) umožňuje zistiť granule nazývané kvantozómy. Tieto zrná sú morfologické jednotky fotosyntézy.
Podobne tylakoidná membrána obsahuje rôzne proteíny a enzýmy, vrátane fotosyntetických pigmentov. Tieto molekuly majú schopnosť absorbovať energiu fotónov a iniciovať fotochemické reakcie, ktoré určujú syntézu ATP.
Vlastnosti
Grana ako súčasť štruktúry chloroplastov, podporuje a interaguje v procese fotosyntézy. Preto sú chloroplasty organelmi premieňajúcimi energiu.
Hlavnou funkciou chloroplastov je transformácia elektromagnetickej energie zo slnečného žiarenia na energiu z chemických väzieb. Na tomto procese sa podieľajú chlorofyl, ATP syntetáza a ribulóza bisfosfátkarboxyláza / oxygenáza (Rubisco).
Fotosyntéza má dve fázy:
- Svetelná fáza v prítomnosti slnečného svetla, pri ktorej dochádza k transformácii svetelnej energie na protónový gradient, ktorá sa použije na syntézu ATP a na výrobu NADPH.
- Tmavá fáza, ktorá nevyžaduje prítomnosť priameho svetla, však vyžaduje produkty, ktoré sa tvoria vo svetelnej fáze. Táto fáza podporuje fixáciu CO2 vo forme fosfátových cukrov s tromi atómami uhlíka.
Reakcie počas fotosyntézy sa uskutočňujú pomocou molekuly nazývanej Rubisco. Svetelná fáza sa vyskytuje v tylakoidnej membráne a tmavá fáza v stróme.
Fázy fotosyntézy
Fotosyntéza (vľavo) a dýchanie (vpravo). Obrázok napravo od BBC
Proces fotosyntézy spĺňa nasledujúce kroky:
1) Fotosystém II štiepi dve molekuly vody a vytvorí molekulu O2 a štyri protóny. Do chlorofylov nachádzajúcich sa v tomto fotosystéme II sa uvoľňujú štyri elektróny. Odstránenie ďalších elektrónov, ktoré boli predtým excitované svetlom a uvoľnené z fotosystému II.
2) Uvoľnené elektróny prechádzajú na plastochinón, ktorý ich dodáva cytochrómu b6 / f. Vďaka energii zachytenej elektrónmi sa do tylakoidu zavádzajú 4 protóny.
3) Komplex cytochrómu b6 / f prenáša elektróny na plastocyanín, a to do komplexu fotosystému I. Vďaka energii svetla absorbovaného chlorofylami sa podarí znova zvýšiť energiu elektrónov.
S týmto komplexom je spojená ferredoxín-NADP + reduktáza, ktorá modifikuje NADP + na NADPH, ktorý zostáva v strome. Podobne protóny pripojené k tylakoidu a stróme vytvárajú gradient schopný produkovať ATP.
Týmto spôsobom sa NADPH aj ATP zúčastňujú na Calvinovom cykle, ktorý je ustanovený ako metabolická dráha, pri ktorej je CO2 fixovaný pomocou RUBISCO. Vyvrcholuje výrobou molekúl fosfoglycerátu z 1,5-bisfosfátu ribulózy a CO2.
Ďalšie funkcie
Na druhej strane chloroplasty vykonávajú viac funkcií. Medzi inými syntéza aminokyselín, nukleotidov a mastných kyselín. Rovnako ako výroba hormónov, vitamínov a ďalších sekundárnych metabolitov, a podieľajú sa na asimilácii dusíka a síry.
Dusičnan je jedným z hlavných zdrojov dostupného dusíka vo vyšších rastlinách. V chloroplastoch skutočne prebieha proces premeny dusitanov na amónny za účasti dusitanov reduktázy.
Chloroplasty vytvárajú sériu metabolitov, ktoré prispievajú k prirodzenej prevencii proti rôznym patogénom a podporujú adaptáciu rastlín na nepriaznivé podmienky, ako je stres, nadmerná voda alebo vysoké teploty. Podobne produkcia hormónov ovplyvňuje mimobunkovú komunikáciu.
Chloroplasty teda interagujú s inými bunkovými zložkami, buď prostredníctvom molekulárnych emisií alebo fyzikálnym kontaktom, ako sa vyskytuje medzi granom v stróme a tylakoidovou membránou.
Referencie
- Atlas rastlinnej a zvieracej histológie. Bunka. chloroplasty Dlh. z funkčnej biológie a zdravotníctva. Fakulta biológie. Univerzita Vigo. Získané na: mmegias.webs.uvigo.es
- León Patricia a Guevara-García Arturo (2007) Chloroplast: kľúčová organela v živote a vo využívaní rastlín. Biotecnología V 14, CS 3, Indd 2. Zdroj: ibt.unam.mx
- Jiménez García Luis Felipe a Merchant Larios Horacio (2003) Bunková a molekulárna biológia. Pearson Education. Mexiko ISBN: 970-26-0387-40.
- Campbell Niel A., Mitchell Lawrence G. a Reece Jane B. (2001) Biológia: Koncepty a vzťahy. 3. vydanie. Pearson Education. Mexico ISBN: 968-444-413-3.
- Sadava David a Purves William H. (2009) Life: The Science of Biology. 8. vydanie. Editorial Medica Panamericana. Buenos Aires. ISBN: 978-950-06-8269-5.